本发明涉及一种低能耗废水脱盐工艺及装置，属于废水深度处理领域。所述工艺利用一定浓度的碳酸氢钙产生的渗透压，自然渗透汲取原水中的水分子，稀释后的碳酸氢钙溶液中加入消石灰获得纯水和碳酸钙乳液；碳酸钙乳液经过碳化后得到较高浓度的碳酸氢钙溶液，碳酸氢钙溶液返回到正向渗透作为汲取液。所述装置包括顺次连接的正向渗透单元、中和反应单元、沉淀单元及过滤单元；所述沉淀单元底部连接碳化单元；所述碳化单元出口与正向渗透单元连通。通过本发明，只需往系统内补充一定量消石灰，可以低成本地获得纯水，并得到部分碳酸钙产品。